O que acontece quando uma galáxia ejeta seu buraco negro supermassivo?

 

 A galáxia 3C186 - ela própria o resultado provável de uma fusão de galáxias anterior - hospedou a fusão de dois buracos negros supermassivos. Acredita-se que as ondas gravitacionais resultantes tenham “expulsado” o recém-criado buraco negro supermassivo do centro da galáxia. NASA, ESA e M. Chiaberge (STScI / ESA)

P: O que acontecerá com as estrelas na galáxia 3C186, agora que o buraco negro supermassivo central foi ejetado do centro galáctico? Eles vão se separar lentamente ou sua massa coletiva os manterá unidos por um tempo? 

R: Localizada a 8 bilhões de anos-luz de distância, a galáxia 3C186 é o lar de um núcleo galáctico extremamente brilhante - a assinatura de um buraco negro supermassivo ativo (SMBH). Mas este SMBH está a cerca de 35.000 anos-luz do centro da galáxia, sugerindo que foi expulso do centro galáctico. 

Quanto ao que acontece com o resto de 3C186, a resposta curta é que a galáxia permanecerá como está. Uma galáxia é mantida unida pela massa coletiva de suas estrelas, gás e matéria escura, e quaisquer efeitos gravitacionais da SMBH central são insignificantes em relação a toda a galáxia. Por exemplo, a SMBH no centro de nossa Via Láctea - Sagitário A * (Sgr A *) - tem uma massa de apenas um milionésimo da massa total da galáxia. Portanto, Sgr A * só domina os movimentos das estrelas e do gás em um volume central muito pequeno e não da galáxia como um todo. 

Quando duas galáxias se fundem, seus SMBHs eventualmente se aglutinam em um novo SMBH. No caso de 3C186, este novo buraco negro provavelmente recebeu um “chute” das ondas gravitacionais emitidas durante a fusão SMBH, adquirindo velocidades de até vários milhares de milhas por segundo. 

Como resultado deste chute, a órbita do SMBH do 3C186 começou a oscilar em torno do núcleo da galáxia. Estrelas próximas e gás foram puxados junto com ele, em princípio criando efeitos observáveis ​​como distorções na morfologia e dinâmica da galáxia. No entanto, como a esfera de influência do SMBH é muito limitada, toda a galáxia não sofrerá grandes interrupções, mesmo que o buraco negro seja totalmente ejetado. 

Mas isso não significa que a influência geral da SMBH central na galáxia hospedeira seja desprezível! Existem várias relações extremamente próximas entre a massa da SMBH e as propriedades de sua galáxia hospedeira, conhecidas como relações de escala. Isso significa que a galáxia hospedeira e seu SMBH essencialmente crescem juntos. Mas, como vimos, isso não pode ser devido à influência gravitacional da SMBH. Deve haver algo mais causando esse relacionamento. 

Stefano Bianchi

Professor associado, Università degli Studi Roma Tre, Roma, Itália